[發(fā)明專利]一種通過堿性過氧化氫預(yù)處理和添加劑提高蔗渣酶解效率的方法

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• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109337947A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張紅丹;謝君
• 申請（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明提供一種通過堿性過氧化氫預(yù)處理和添加劑提高蔗渣酶解效率的方法。包括蔗渣原料的堿性過氧化氫預(yù)處理、酶解等步驟。將風(fēng)干粉碎后的蔗渣原料與過氧化氫用量為0～6.25wt%堿性過氧化氫溶液混合，在40～180℃下反應(yīng)0.5～5h進行預(yù)處理，得到富含纖維素的預(yù)處理殘渣，然后向殘渣中加入纖維素酶和添加劑并進行酶解，提高酶解效率。本發(fā)明通過堿性過氧化氫預(yù)處理和在酶解段加入添加劑，提高酶解效率并縮短酶解時間，節(jié)約成本，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化與利用的方法，尤其是涉及蔗渣原料經(jīng)堿性過氧化氫預(yù)處理和添加劑提高蔗渣酶解效率的方法。

背景技術(shù)

隨著能源的短缺和環(huán)境等問題的不斷突出，生物質(zhì)作為可以轉(zhuǎn)化為液體燃料的可再生資源，正日益受到重視。在地球上豐富的生物質(zhì)資源中，以木質(zhì)纖纖維類生物質(zhì)制液體燃料最受人們關(guān)注。

木質(zhì)纖維類生物質(zhì)制液體燃料的方法是把該原料中的半纖維素、纖維素水解成木糖、葡萄糖等單糖，通過發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，或通過催化合成燃油等液體燃料。但由于生物質(zhì)原料中的纖維素與半纖維素和木素緊密連接在一起，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易被纖維素酶破壞，因此需要對其進行預(yù)處理。目前所使用的預(yù)處理方法有酸法預(yù)處理、堿法預(yù)處理、有機溶劑預(yù)處理及離子液體預(yù)處理。這些預(yù)處理通過降解部分半纖維素和/或木素，打破其所形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高纖維素酶的可及度，進而提高酶解效率。這些預(yù)處理方法雖然能提高后續(xù)葡萄糖的收率，但通常需要較高的預(yù)處理溫度、時間、以及化學(xué)品用量，因此尋找溫和、高效的預(yù)處理方法刻不容緩。雖然不同的預(yù)處理方法能一定程度地提高后續(xù)酶解效率，但若獲得較高的酶解效率通常需要較高的纖維素酶用量以及較長的酶解時間，增加了葡萄糖的生產(chǎn)成本，因此迫切需要尋求一種能夠提高酶解效率并降低成本的葡萄糖生產(chǎn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的至少一種缺陷，提供一種通過堿性過氧化氫預(yù)處理和添加劑提高蔗渣酶解效率的方法。本發(fā)明為一種高效、溫和的預(yù)處理方法，通過此預(yù)處理方法提高蔗渣等生物質(zhì)原料制備葡萄糖的轉(zhuǎn)化率。通過酶解段添加劑的添加提高酶解效率的同時縮短酶解時間，以降低葡萄糖的生產(chǎn)成本。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種通過堿性過氧化氫預(yù)處理和添加劑提高蔗渣酶解效率的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.將蔗渣原料與一定量的0～6.25wt％堿性過氧化氫溶液置于密閉反應(yīng)器中，在40～180℃下反應(yīng)0.5～5h進行預(yù)處理，分離得到預(yù)處理液與預(yù)處理殘渣；

S2.步驟S1所得的預(yù)處理殘渣中加入乙酸-乙酸鈉緩沖液、纖維素酶以及添加劑，進行酶解，滅活，并進行葡萄糖濃度的測定。

優(yōu)選的，所述步驟S1中，所述蔗渣原料為從糖廠取得的甘蔗榨糖后所剩余的部分，經(jīng)風(fēng)干后粉碎得到。

優(yōu)選的，所述步驟S1中，所述蔗渣原料與堿性過氧化氫溶液的質(zhì)量體積比為1:8～15。

優(yōu)選的，所述步驟S1中，所述堿性過氧化氫溶液中堿用量為1～5wt％。

優(yōu)選的，所述步驟S1中，所述分離為真空抽濾或離心。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，所述酶解反應(yīng)時間為6～72小時，溫度為45～55℃，轉(zhuǎn)速為100～200轉(zhuǎn)/分，緩沖液的pH為4.5～6.0，纖維素酶和添加劑的用量相對于預(yù)處理后殘渣絕干質(zhì)量分別為10～20FPU/克和100～200毫克/克。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，所述酶解過程完成后需對其進行5～15min的滅活處理。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，進行葡萄糖濃度測定的測定方法為高效液相法。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，所述添加劑為吐溫80。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果如下：